第二天一早,天剛蒙蒙亮,肖宿就起來了。
他把昨晚翻過的筆記又重新打開,從上次停下的地方繼續往後看。
第一本筆記的後半部分,周文長開始大量記錄對當時航天工程設計的思考。
有一節還專門討論了飛船再入大氣層的熱防護問題,在這裡,周文長用熱力學第一性原理推了一遍駐點熱流密度,然後把計算過程和美蘇已經公布的幾種熱防護方案放在一起對比,逐條分析了各自的優劣,最後在旁邊畫了一個自己設計的多層燒蝕熱防護結構,每層材料的厚度和成分都標得清清楚楚。
這些內容對肖宿來說都有點過於簡單,但是周文長的那種將「最優解」本身視為一個動態變量的思維,確實在這裡優化了一下他原本對工程史的理解。
這樣精妙的思考還不少。
在一節關於火箭發動機燃燒不穩定性的研究中,周文長只是通過聲學模型的計算就設計出了一種用來抑制橫向聲學振盪的隔板,和後來航天領域實際應用的方案幾乎不謀而合。
他的獨特視角和創造力讓肖宿眼前一亮,尤其是在看到了那麼多拼接的廢料之後,讓他對學者們的智商又有了一點信心。
或許,昨天的arxiv上他看到的論文只是意外,只是恰好看到了不太完美的?
不知不覺間,一本筆記又看完了,肖宿重新拿起了一本。
周文長的筆記從第二本開始,內容相較於最開始的基礎理論思考的明顯深入了,字裡行間也開始出現他對更遠距離星際航行的思考。
有一頁甚至專門寫地球到火星的軌道轉移問題。
周文長手工畫了一張霍曼轉移軌道的示意圖,把地球軌道、火星軌道和轉移橢圓軌道的相對位置用不同顏色的筆標註出來,又用鉛筆畫了地球和火星在發射窗口期的相對位置變化。
旁邊一整頁密密麻麻的全是軌道參數計算——地球公轉周期、火星公轉周期、會合周期、轉移軌道半長軸、飛行時間,每一項都精確到了小數點後好幾位。
可以看出周文長的思考是很嚴謹的。
可能是課題走上了正軌,從第三本筆記開始,周文長開始大量的記錄一些他自己對於星際飛船的設計思路。
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肖宿對於星際航行的印象,大多數還停留在軌道力學、理論物理和天體物理學的理論研究上,沒有關注過實際工程,而周文長的這些設計,打開了肖宿的新視角。
原來,飛船是這樣的啊。
在這裡,周文長几乎把整艘飛船從頭到尾拆了一遍。
推進系統、生命維持、熱控、通信、導航、防輻射,每一章都像一本迷你專著。
在那個人類第一顆人造衛星上天不到二十年、科幻電影本身都還處在粗糙的B級片階段的時代,公眾對太空的想像大多停留在「坐著火箭去月球」這種樸素圖景里,連載人航天都像是痴人說夢,可就在這樣的時代,周文長已經在紙上設想出了一艘完整的星際飛船。
更讓肖宿感到眼前一亮的是,他甚至還討論了如何在飛船上利用核反應堆提供電力和推進。
要知道,當時公開文獻中關於空間核動力的資料極少,美國剛剛啟動NERVA項目不久,蘇聯的相關信息更是密不透風,而周文長僅憑著公開的基礎物理知識和幾篇零散的學術論文,就獨立推導出了核熱推進與核電推進兩種路線的優劣,旁邊附了反應堆結構示意圖和比沖計算表格。
關於星際航行中的通信延遲,他推算了從火星到地球的信號傳輸延遲時間,還討論了如何在信號中斷的情況下實現飛船的自主導航。
有一頁專門講星際飛船的軌道修正策略,周文長甚至把整個飛行過程按時間軸展開,在每一個關鍵節點都標註了需要修正的軌道參數和對應的速度增量預算。
難以想像在那個沒有計算機的時代,他到底付出了多少時間和精力。
肖宿的手輕輕掠過紙面,感受到指尖傳來的凹凸的痕跡,似乎又再次感受到了周文長激盪的心情。
他寫這些內容的時候,應該不會像他寫下的這些數據一樣冷靜。
因為肖宿也是一樣的。
之後的筆記內容更加宏觀了,周文長開始討論星際航行的更高階問題。
有一節關於星際航行中時空偏差的計算,他推導了相對論效應在不同速度下對飛船上時間和地球時間之間偏差的影響,分別計算了光速的十分之一、三分之一、二分之一時的時空偏差曲線,旁邊畫了地球參考系和飛船參考系的世界線圖。
還有一節關於地球與火星之間的相空間參數,他把兩顆行星的軌道要素全部展開了,軌道傾角、偏心率、近日點經度、升交點赤經,每一項都從最初的觀測數據出發重新推導了一遍,然後還繪製了完整的相空間圖。
圖上的每一條曲線都乾淨利落,標註的數值精確而清晰。
肖宿雙眼圓睜,看得入了迷。
這位老院士的思維方式和現在大多數做理論的人都不一樣。
看他寫的東西,就好像看著一個工程在你面前一點點被搭建起來。
而且他畫的圖實在太好了。
在那個沒有任何CAD軟體,沒有任何3D建模工具的時代,只用直尺和圓規,畫出了各種視角的飛船結構圖。
肖宿自己也能畫,但他的方式是數學的,把物體的幾何結構抽象成流形,用和樂群約束來保證不同視角下的投影一致性。
周文長不一樣,他顯然擁有極強的空間直覺,不需要任何數學工具的輔助,單憑腦子就能把一個複雜的三維結構準確地投射到二維紙面上。
這種能力肖宿只在極少數人身上見過。
肖宿找來一疊坐標紙,開始把周文長描述的飛船部件一個一個地畫出來,還在周文長原本的手繪草圖上,進行了優化。
他用數學框架重新推導過的更精確的曲率分布替代了原來的近似曲線,在發動機噴管的幾何結構上加了基於和樂群約束的流場優化參數,又在船體外殼的隔熱層上標註了逆材料框架可以提供的幾種候選材料的編號……
隨著他越畫越多,桌子上的草稿紙漸漸鋪滿了整個桌面,一張完整的飛船立體結構圖被拼了出來。
推進系統、乘員艙、熱防護層、通信天線陣列、姿態控制噴口,每一個部件的位置和尺寸都進行了精確標註。
肖宿根據周文長的描寫和設想,把那些手繪草圖完善成了精確的工程圖紙,並在上面增加了周老院士當時沒有條件畫出來的細節部件。
經過一整天的努力,整艘飛船如今只剩下船體外殼的防輻射層還沒有完善了。
肖宿看著桌上鋪滿的圖紙和白板上那幅巨大的飛船全景圖,輕輕呼了口氣。
這個周文長,確實是個很有趣的人吶。
他正要繼續往下看,門外忽然傳來一陣敲門聲。
「小宿,該吃晚飯了。」
顧清塵的聲音從門外傳來,肖宿看了看桌上的圖紙,又看了看門口,有些戀戀不捨地放下筆。
沒關係,一會兒再寫也行。
他打開門,顧清塵站在門口,看到他開門,拍了拍他的肩膀。
他往裡探了探頭,目光掃過桌上鋪得密密麻麻的草稿紙和白板上那幅巨大的飛船圖紙,眉梢微微挑了起來。
「你今天一整天都沒出現,在裡面研究什麼呢?我上午來了一趟,敲門沒人應,高長安說你早上五點就起了,連午飯都沒出來吃。」
「一個有趣的東西。」
「有趣的東西?是什麼?」
能讓肖宿說「有趣」的東西,可不簡單。
「唔……」
「現在不能說?」
「等我做出來給顧叔叔看吧。」
「哈哈,也行,不過,可不能熬夜啊。」
「……」